分享:SiC 功率元器件基础

近年来,在“功率元器件”或“功率半导体”等产品中,旨在以 低损耗处理大功率的二极管、晶体管以及模块产品备受瞩 目。这是因为,要想解决全球面临的 “节能化”和“小型化” 课题,必然需要更高效率、更高性能的功率元器件。 至于“功率元器件”具体应该基于怎样的定义来分类,目前 大概尚无明确的分类,不过大体上可以分为进行高电压大 功率AC-DC转换或功率开关的二极管和MOSFET、以及 模块化之后用于逆变器等输出级的功率模块等。
本手册将介绍在功率元器件应用中在各方面表现优于以往 硅(以下简称“Si”)半导体的碳化硅(以下简称“SiC”)半导 体“SiC 功率元器件”的基础知识。 SiC 是在热、化学、机械方面都非常稳定的化合物半导体, 在功率元器件重要的参数上都表现非常优异。作为元素, SiC 具有优于Si半导体的低阻值,而且可以高速工作、在 高温环境下工作,能够大幅度削减从电力传输到实际应用 设备的各种功率转换过程中的能量损耗。
采用SiC半导体制成的功率器件SiC肖特基势垒二极管和 SiC MOSFET 已于 2010 年*1 开始量产销售,由 SiC MOSFET 和 SiC SBD 构成的“全 SiC”功率模块也已于 2012 年*1实现量产。另外,第3代SiC器件已经投入量 产,而且相应的技术发展速度很快。 *1:ROHM在日本 国内或全球实现首次量产 本手册主要是面向对SiC还不太熟悉的工程师编写的,包 括SiC的物理性质和优点等基础内容,还通过与Si器件的 比较介绍了SiC肖特基势垒二极管和SiC MOSFET的特 性和使用方法上的不同。在手册的最后,还介绍了作为电 源级进行优化并具有诸多优势的全SiC模块。 鉴于SiC功率元器件在节能和小型化方面的出色表现,希 望通过本手册帮助您加深对SiC功率元器件的了解,在使 用时更加得心应手。


